インピーダンスとリアクタンスの違い｜意味は虚数？使い分けは？

インピーダンスとリアクタンスの違いは？

インピーダンスとリアクタンスにはどんな意味の違いがあるんでしょうか？虚数で使い分け？

インピーダンスとリアクタンスの違い｜意味は虚数？使い分けは？

インピーダンスを複素数であらわしたとき、その虚部をリアクタンスといい、実部をレジスタンス（抵抗）といいます。

また、インピーダンスをベクトルであらわすと、横軸をレジスタンス、縦軸をリアクタンスといいます。

インダクタンスLのコイルのリアクタンスの大きさはωL、容量Cのコンデンサのリアクタンスの大きさは1/(ωC)となります。

コイルは、導線をリング状または、方状に巻いて、作ります。

なので、コイルには、ごくわずかですが、電気抵抗があります。

次にリアクタンスですが、コイルに電流を流すと磁界が発生します。

この磁界の発生は、ごくわずかな時間中に電流が変化したとき、この磁界を遮ろうとして、逆起電力が発生します。

この電流を遮ろうとしてしているのがリアクタンスです。

コイル：巻き線、電磁石みたいな部品（鉄心はあってもなくてもいい）。モータの巻き線も、コイル。導線が巻いてあればコイル。

コンデンサ：電気をためる性質を持つ部品。原理的には、2枚の金属板の間に絶縁体を挟んだもの。

複素数でインピーダンスを

Z＝R＋jX

と書いたときのXがリアクタンス

この場合、コイルのリアクタンスはωL、

コンデンサのリアクタンスはー（1／ωC）、

ということになります。

抵抗にオームの法則
V = R * I
があるように、コイルやコンデンサにも類似の法則がある。

抵抗器の「性能」というか「性質」というかを表す値は、抵抗値と呼ぶ。抵抗値を表す記号としてはRを使う。単位はΩ。
同様に、
コイルの「性能」というか「性質」というかを表す値は、インダクタンスと呼ぶ。インダクタンスを表す記号としてはLを使う。単位はH(ヘンリー)。
コンデンサの「性能」というか「性質」というかを表す値は、静電容量と呼ぶ。静電容量を表す記号としてはCを使う。単位はF（ファラッド）

LやCを使って、それぞれの法則を表すと、
コイルの法則は
V = 2πf * L * I
コンデンサの法則は、
V = 1/(2πf*C) * I

ただし、fは、交流の周波数。単位は、Hz（ヘルツ）。

上記の法則を、オームの法則と見比べると、
コイルについては、（2πf * L）の部分が、抵抗みたいなものだとわかる。
コンデンサについては、1/(2πf*C)の部分が、抵抗みたいなものだと分かる。

ここで、コイルやコンデンサの持つ「抵抗みたいなもの」を、直流回路の抵抗と区別して、リアクタンスとよぶ。

リアクタンスと、直流的な抵抗（＝普通の意味の抵抗）の両方をひっくるめて、インピーダンスとよぶ。交流回路では、直流的な抵抗だけを考えていても意味がないので、インピーダンスを使って、回路を考える。

なお、リアクタンスを表す記号はX、インピーダンスにはZをよく使う。また、リアクタンスもインピーダンスも、単位は、抵抗と同じで、Ωである。

まとめ：インピーダンスとリアクタンスの違い｜意味は虚数？使い分けは？

リアクタンス、インピーダンスの違いについて、インピーダンスは全てを含む用語なので誤解を生じることがあります。

「コイルのリアクタンス」と言う代わりに「コイルのインピーダンス」と言っても間違いではない。

「コンデンサのリアクタンス」と言う代わりに「コンデンサのインピーダンス」と言っても間違いではない。

もちろん、「抵抗器のインピーダンス」と言っても間違いではない。

抵抗Rを３つ直列につなげたときの合成抵抗は、（R+R+R）であるが、インピーダンスについても合成することができる。ただし、式の形は若干違ってくる。

抵抗器R、コイルL、コンデンサCが直列につながっている場合、その合成インピーダンスはまず、コイルとコンデンサを合成して、リアクタンスをもとめる

X = 2pifL – 1/(2pifC)

つぎに、リアクタンスXと直流抵抗Rを合成して、全体の合成インピーダンスは

Z = √(R^2 + X^2)
=√(R^2 + (2pifL – 1/(2pifC))^2)

となる。

こう書くと、とても複雑に見えるが、複素数が分かるなら、複素数表示を使えば、

Z = R + i * 2πfL + 1/(i2πC)

となり、直流抵抗の合成と同じで、実は単純な和だと分かる。